איך אתה מוצא את נגזרת של שיזוף (x - y) = x?

איך אתה מוצא את נגזרת של שיזוף (x - y) = x?
Anonim

תשובה:

# (dy) / (dx) = x ^ 2 / (1 + x ^ 2) #

הסבר:

אני מניח שאתה רוצה למצוא # (dy) / (dx) #. בשביל זה אנחנו קודם צריכים ביטוי # y # במונחים של #איקס#. נציין כי לבעיה זו יש פתרונות שונים, שכן #tan (x) # הוא פונקציות תקופתיות, #tan (x-y) = x # יהיו פתרונות מרובים. עם זאת, מאז אנחנו יודעים את התקופה של פונקציה המשיק (#פאי#), אנו יכולים לעשות את הפעולות הבאות: # x-y = tan ^ (- 1) x + npi #, איפה #tan ^ (- 1) # היא הפונקציה ההופכית של ערכי השיקוף המשיקים בין # -pi / 2 # ו # pi / 2 # ואת גורם # npi # נוספה בחשבון את המחזוריות של המשיק.

זה נותן לנו # y = x-tan ^ (- 1) x-npi #, ולכן # (dy) (dx) = 1-d / (dx) tan ^ (- 1) x #, שים לב כי הגורם # npi # נעלם. עכשיו אנחנו צריכים למצוא # d / (dx) tan ^ (- 1) x #. זה די מסובך, אבל doable באמצעות הפונקציה הפוכה משפט.

הגדרה # u = tan ^ (- 1) x #, יש לנו # x = tanu = sinu / cosu #, לכן # (dx) / (du) = (cos ^ 2u + sin = 2u) / cos ^ 2u = 1 / cos ^ 2u #, באמצעות כלל מנה וכמה זהויות טריגונומטריות. באמצעות משפט הפוכה הפונקציה (הקובע כי אם # (dx) / (du) # הוא רציף ולא אפס, יש לנו # (du) / (dx) = 1 / (dx) / (du)) #), יש לנו # (du) / (dx) = cos ^ 2u #. עכשיו אנחנו צריכים להביע # cos ^ 2u # במונחים של x.

לשם כך, אנו משתמשים בכמה טריגונומטריה. בהתחשב משולש ימין עם הצדדים #א ב ג# איפה # c # הוא hypotenuse ו # a, b # מחובר לזווית הנכונה. אם # u # היא הזווית שבה הצד # c # מצטלבת בצד # a #, יש לנו # x = tanu = b / a #. עם הסמלים #א ב ג# במשוואות אנו מציינים את אורך הקצוות האלה. # cosu = a / c # באמצעות משפט Pythagoras, אנו מוצאים # c = sqrt (a + 2 + b ^ 2) = asqrt (1+ (b / a) ^ 2) = asqrt (1 + x ^ 2) #. זה נותן # cosu = 1 / sqrt (1 + x ^ 2) #, לכן # (du) / (dx) = 1 / (1 + x ^ 2) # #.

מאז # u = tan ^ (- 1) x #, אנחנו יכולים להחליף את זה לתוך המשוואה שלנו # (dy) / (dx) # ולמצוא # (dy) (dx) = 1-1 / (1 + x ^ 2) = x ^ 2 / (1 + x ^ 2) #.